Fusibles

Electricidad. Alta tensión. Circuitos. Intensidad nominal. Diazed. Funcionamiento. Tabla de capacidad. Plomo. Ticino. Balín

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INTRODUCCION

Todas las instalaciones deberán estar protegidas por fusibles (cortacircuitos), o por automáticos que aseguren la interrupción de corriente para una intensidad anormal, sin dar lugar a la formación de arcos ni antes ni después de la interrupción. Los fusibles deben ir colocados sobre un material aislante incombustible y estarán construidos de forma que no puedan proyectar metal al fundirse.

Todo fusible debe llevar marcada la intensidad y mansión nominal de trabajo para lo que ha sido construido.

Los fusibles se construyen de diversas formas y tamaños diferentes, para distintas tensiones y cargas de corriente, pero todos ellos funcionan basándose en el mismo principio general, esto es abriendo el circuito por la fusión de un trozo de metal calibrado que se calienta hasta el punto de fusión cuando circula a través de el, una corriente excesiva.

La elevación de temperatura necesaria para que se funda un fusible, depende de la importancia del exceso y de la facilidad con que el fusible disipe el calor desarrollado en el.

FUSIBLE

Deben cumplir las siguientes condiciones

Quizá el dispositivo mas simple de protección del motor contra sobre intensidades es el fusible. Los fusibles están divididos en dos grandes grupos: fusibles de baja tensión (600 V o menos) y fusibles de alta tensión (mas de 600 V). Tipos de fusibles. El tipo de cartucho o contacto de casquillo es útil para las tensiones nominales entre 250 y 600 V en los de tipo fijo y recambiable. El tipo fijo contiene polvo aislante (talco o un adecuado aislante orgánico) redondeando el elemento fusible. En caso de cortocircuito, el polvo tiene como misión

  • Enfriar el metal vaporizado

  • Absorber el vapor metálico condensa

  • Extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metálico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.

El tipo tapón fusible, el cual funciona a la tensión nominal de 125 V, estando disponible en le comercio para bajas corrientes nominales de hasta 30 A. Estos fusibles poseen una base roscada y están proyectados para ser utilizados en arrancadores reducidos o en cajas de interruptores de seguridad a 125 V, en motores de pequeña corriente. Por regla general, los fusibles protegen contra los cortocircuitos más bien que contra las sobrecargas.

Se han efectuado ensayos para mejorar las características del fusible en las aplicaciones a los motores de forma que, con valores nominales inferiores, permitan protecciones contra sobrecargas y de cortocircuitos. Un tipo de fusible llamado fusible temporizado, que existe en los tipos de cuchillas, cartucho y tapón, proporciona un gran retardo en el caso de sobrecargas momentáneas o sostenidas antes de desconectar el circuito. Estos fusibles contienen dos elementos en serie (o paralelo):

- Un elemento fusible estándar para la protección de cortocircuitos (25 a 50 veces la corriente normal)

- Una disposición contra sobrecarga, o interruptor térmico de hasta cinco veces la corriente nominal que proporciona una característica de retardo de tiempo inverso. La cualidad de tiempo inverso significa que, por ejemplo el circuito será conectado por este ultimo elemento en unos 3 minutos(a 5 veces la corriente nominal), hasta aproximadamente 10 segundos (a unas 20 veces la corriente nominal), ya que el efecto térmico varia con el cuadrado de corriente. Por tanto un fusible de valor nominal relativamente pequeño puede ser empleado para procurar la protección contra sobrecargas y sin llegar a desconectar el circuito durante los periodos de elevación transitoria de la corriente en el arranque o en el frenado. En el caso de cortocircuito, el elemento fusible estándar de acción instantánea interrumpe inmediatamente el circuito para evitar desperfectos.

Otro tipo aparte de fusible que ha sido fabricado, intenta mejorar la capacidad de limitación de corriente de estos dispositivos antes de que la corriente de cortocircuito alcance su máximo o un valor de régimen permanente.

Los fusibles de cartucho comunes poseen cierta capacidad de limitación de la corriente ya que interrumpen el circuito casi instantáneamente antes de que el cortocircuito tenga la oportunidad de existir y fundir o unir los contactos de los disyuntores o relés de máxima. El fusible de potencia limitador de la corriente contiene elementos fusibles de aleación de plata rodeados por cuarzo en polvo.

Por encima de 600V se emplean fusibles especiales de alta tensión que incluyen varios órganos para extinguir el arco que se podría mantener, particularmente a alta tensión, cuando el elemento fusible se vaporiza a causa de la corriente excesiva.

Los tipos de fusibles de alta tensión más comunes son:

  • El fusible de desionizacion con ácido bórico liquido

  • El fusible de expulsión

- El fusible de material sólido

 

CORTACIRCUITOS FUSIBLES DE BAJA TENSIÓN

     Los cortacircuitos fusibles son el medio más antiguo de protección de los circuitos eléctricos y se basan en la fusión por efecto de Joule de un hilo o lámina intercalada en la línea como punto débil.

     Los cortacircuitos fusibles o simplemente fusibles son de formas y tamaños muy diferentes según sea la intensidad para la que deben fundirse, la tensión de los circuitos donde se empleen y el lugar donde se coloquen.

     El conductor fusible tiene sección circular cuando la corriente que controla es pequeña, o está formado por láminas si la corriente es grande. En ambos casos el material de que están formados es siempre un metal o aleación de bajo punto de fusión a base de plomo, estaño, zinc, etc.

    Fundamentalmente encontraremos dos tipos de fusibles en las instalaciones de baja tensión:

    gl   (fusible de empleo general)

    aM   (fusible de acompañamiento de Motor)

     Los fusibles de tipo gl se utilizan en la protección de líneas, estando diseñada su curva de fusión "intensidad-tiempo" para una respuesta lenta en las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos.

     Los fusibles de tipo aM, especialmente diseñados para la protección de motores, tienen una respuesta extremadamente lenta frente a las sobrecargas, y rápida frente a los cortocircuitos. Las intensidades de hasta diez veces la nominal (10 In) deben ser desconectadas por los aparatos de protección propios del motor, mientras que las intensidades superiores deberán ser interrumpidas por los fusibles aM.

     La intensidad nominal de un fusible, así como su poder de corte, son las dos características que definen a un fusible.

     La intensidad nominal es la intensidad normal de funcionamiento para la cual el fusible ha sido proyectado, y el poder de corte es la intensidad máxima de cortocircuito capaz de poder ser interrumpida por el fusible. Para una misma intensidad nominal, el tamaño de un fusible depende del poder de corte para el que ha sido diseñado, normalmente comprendido entre 6.000 y 100.000 A.

    'Fusibles'

   

 

Un gran inconveniente de los fusibles es la imprecisión que tiene su curva característica de fusión frente a otros dispositivos que cumplen el mismo fin, tales como los interruptores automáticos. Esto equivale a decir que la banda de dispersión de los fusibles es mayor que la de los interruptores automáticos, pese a que el fabricante solamente facilita la curva media de los fusibles.

     Otro inconveniente de los fusibles es la facilidad que tienen de poder ser usados con una misma disposición de base, hilos o láminas no adecuadas.

     Así mismo, la independencia de actuación de los fusibles en una línea trifásica supone un serio problema, ya que con la fusión de uno de ellos se deja a la línea a dos fases, con los inconvenientes pertinentes que ello conlleva.

     La selectividad entre fusibles es importante tenerla en cuenta, ya que de ello dependerá el buen funcionamiento de los circuitos. Idéntico problema se nos presentara con la selectividad de los interruptores automáticos.

    Entre la fuente de energía y el lugar de defecto suele haber varios aparatos de protección contra cortocircuitos. Para desconectar la zona afectada, es necesario que los fusibles reaccionen de forma selectiva, es decir, debe desconectar primero el fusible más próximo al lugar de defecto. Si por alguna causa este fusible no responde correctamente, debe actuar el siguiente, y así sucesivamente.

     La selectividad entre dos fusibles se determina gráficamente mediante la comparación de ambas características de disparo; para ello, las curvas, a la misma escala, no deben cortarse ni ser tangentes. Esto es cierto en el caso de sobrecargas y pequeñas intensidades de cortocircuito, pero no lo es en el caso de intensidades muy grandes de cortocircuito, ya que aquí los tiempos de fusión son extremadamente cortos y solamente es posible la selectividad en fusibles con una notable diferencia de valor nominal de la intensidad.

     INTENSIDAD NOMINAL MÍNIMA ADMISIBLE EN UN FUSIBLE Am

    La intensidad nominal mínima del fusible de protección de un motor se determina a partir de la intensidad de arranque y del tiempo de arranque del mismo. En un arranque normal un fusible no debe fundir ni envejecer.

     En los motores de jaula (arranque directo) la intensidad de arranque es aproximadamente de 4 a 8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque depende del par de giro del motor y del momento de inercia de todas las masas a acelerar; este tiempo suele estar comprendido entre 0,2 y 4 segundos, pudiendo ser mayor en casos especiales de "arranque difícil".

     En los motores de anillos rozantes y motores de jaula con arranque estrella-triángulo, la intensidad de arranque suele estar comprendida entre 1,1 y 2,8 veces la intensidad nominal. El tiempo de arranque en estos casos varía muy ampliamente.

    Para tiempos de arranque de hasta 5 segundos, la intensidad nominal del fusible puede ser igual a la intensidad nominal de empleo del motor, pero para valores iguales o superiores es conveniente determinar la intensidad nominal del fusible, teniendo en cuenta las curvas características intensidad-tiempo de arranque del motor y del relé térmico de protección.

  

  Seguidamente veamos el caso de un motor cuya intensidad de arranque es seis veces el valor nominal y el tiempo es de cinco segundos.

    'Fusibles'

    

La intensidad nominal mínima del fusible la podemos obtener mediante la intersección de dos líneas, la determinada por el tiempo de arranque tA y la correspondiente a 0,85 de la intensidad nominal IA. El punto así determinado nos marca el límite inferior de la banda de dispersión del fusible, por lo tanto el fusible elegido deberá pasar por encima de este punto.

    Observando la curva característica de la protección térmica F1 y la curva característica del fusible elegido F2, podremos observar cómo la actuación de relé térmico se extiende hasta diez veces la intensidad nominal (intersección de F1 con F2), y a partir de este valor será el fusible el encargado de proteger el motor.

 

FUSIBLES DIAZED

En la clasificación de fusibles tipo tapón entre los diazel de origen Alemán, fabricados y muy usados en el país

'Fusibles'

'Fusibles'

FUNCIONAMIENTO

Consiste esta en un balín o cartucho fusible el cual se introduce en la coronilla roscada que se atornilla en la placa porta fusible. El balín en su parte inferior, hace contacto en los tornillos que esta enroscado en la base de la placa porta fusible a un terminal de la línea; en la parte superior del fusible del fusible balín hace contacto con la rosca, a su vez, tiene un contacto con el otro terminal de la base portafusiles.

Cada tapón lleva estampado los valores de corriente y tensión para os cuales debe ser usado. Además de coronillas tiene una mica transparente para ver cuando el fusible esta quemado, ya que al quemarse el fusible, del balín se desprende una caperuza roja. Este tipo de fusibles se fabrica para las siguientes intensidades:

6-10-15-20-25-35-50-60-80-100-125-160-200 amperes.

FUSIBLES DE CARTUCHO

'Fusibles'

Los fusibles de cartucho están constituidos por un cilindro de fibra dura en cuyo interior se pone la tira fusible. Esta tira se sujeta fuertemente mediante los casquillos de latón roscado internamente que se atornillan en los extremos del cilindro de fibra. Esta tira fusible, una vez que se funde, se puede retirar desatornillando los casquillos y colocando una nueva.

Los fusibles de cartucho con contactos de casquillos, son muy usado por su economía y seguridad. La tira fusible no es costosa, el cilindro de fibra se cambia solo en los casos en que la llama de un cortocircuito muy fuerte lo perfora. Estos fusibles se fabrican de capacidades de 0,1 a 60 amperes.

Los fusibles de cartucho con contacto de casquillo se sujetan por medio de pinzas de resorte que agarran los dos casquillos.

'Fusibles'

Estas pinzas deben quemar bien adheridas para obtener un buen contacto.

Otro tipo de fusibles de cartuchos tienen contacto de hojas de cuchillas unidas a los casquillos de los extremos.

'Fusibles'

Estas hojas encajan en pinzas similares a las comunes de los instructores de cuchillas. El contacto por hoja permite una circulación de corriente mas intensa, por este motivo estos fusibles se fabrican para intensidades de 61 a 101 a 200 a; 2001 a 400 amperes, 401 a 600 amperes.

'Fusibles'

Las tiras fusibles se fijan por medio de tornillos.

Existen tablas que indican la capacidad del fusible que se debe usar según las características de la instalación, (potencia consumida, sección de conductores, etc.)

TABLA DE CAPACIDAD DEL FUSIBLE

SECCION

DEL

CONDUCTOR

DIAMETRO

DEL

CONDUCTOR

AMPERES

CAPACIDAD

DEL

FUSIBLE

0,50

0,80

4

---

0,75

0,98

5,5

---

1,00

1,13

7

6

1,50

1,39

9,5

10

2,50

1,78

14

15

4

2,26

20

20

6

2,77

27

25

10

3,57

39

35

16

4,52

56

50

25

5,65

80

80

35

6,67

100

100

50

8,00

130

125

70

9,45

170

160

95

11,05

210

200

120

12,35

230

225

150

13,82

270

260

185

15,35

310

300

240

17,50

380

350

300

19,50

450

430

400

22,60

560

500

500

25,25

660

600

625

28,20

780

700

800

31,90

940

850

1000

35,70

1100

1000

FUSIBLES DE PLOMO

Los primeros tipos de fusibles se componían sencillamente de un trozo de plomo conectado al circuito, por el cual circula la corriente de la línea o de la maquina que había de proteger. Este alambre de plomo, siendo blanco y fácil de fundir, saltaba o se fundía tan pronto como la intensidad de la corriente excedía de valor. Esos trozos de alambre eran cortos y se sujetaban bien apretados a los pernos terminales, de modo, que su resistencia no fuera tan alta como para producir una caída de tensión importante en el circuito. Este tipo de fusible de plomo no es muy seguro, tiene cierta tendencia a oxidarse y corroerse, y después de estar en servicio algún tiempo no es muy exacto. Además, al fundirse , el metal fundido salta salpicando sus inmediaciones con probabilidad de lesionar a cualquier persona que se encuentre cerca de el.

La eliminación de los fusibles de alambre de una instalación significa una ventaja tanto para el propietario como para electricista que realiza la mantención.

FUSIBLES TICINO

Los fusibles ticino con cuerpo cerámico, están fabricados para bajas tensiones y elevadas corrientes de corto circuito.

Características

Los fusicolor son fusibles del tipo retardado. Los tipos T1- T2 - T3 tienen un poder de ruptura de 100000 A a 380V.

Los tipos T2 de 25 - 30 - 40 A y T3 de 50 - 60 A pueden funcionar en circuitos de corriente continua 220V y tienen un poder de ruptura de 50000 A.

Colores según capacidad

T - 4 - 6 - 10 - 16 A 380V

Cuerpo cerámico verde

T - 10 -15 -20 -25 A 380V

Cuerpo cerámico amarillo

T2 - 25 - 30 - 40 - 50 A 380V

Cuerpo cerámico azul

T3 - 50 - 60 - 80 - 100 A 380V

Cuerpo cerámico marron

FUSIBLES DE TAPON O DE BALIN

Los fusibles tapones o de balines se fabrican para corrientes que fluctúan 6 a 25 amperes y los fusibles balines entre 6 y 60 amperes. Las intensidades de corrientes son : 6, 10, 15, 20, 25, 30, 35, y 60 amperes. Los fusibles de 35 y 60 amperes vienen en tamaño mayor que los de 6 a 30 amperes, esto es a consecuencia de la mayor cantidad de corriente que circula a través de ellos, lo que hace necesario aumentar la superficie de contacto sus casquetes, para evitar, por efecto joule, el sobrecalentamiento de los mismos.

METALES Y ALEACIONES PARA FUSIBLES

Aleaciones para fusibles son aquellas que tienen puntos de fusión comprendidos entre 60º y 200º C. Sus componentes principales son: bismutos, cadmio, plomo y estaño en proporciones varias. Muchas de estas aleaciones se conocen con el nombre de sus inventores.

El metal para fusibles eléctricos del tipo abierto o de expulsión, es generalmente una aleación a bajo punto de fusión; el aluminio también es empleado para esos fines. La resistencia del fusible provoca una disipación de energía, liberación de calor y aumento de temperatura. Una corriente suficiente , fundirá naturalmente el fusible y abrirá por consiguiente el circuito siempre que el arco se apague. Los metales que se volatizan fácilmente al calor del arco, deben ser preferidos a aquellas que se funden dejando glóbulos de metal caliente. La capacidad de un fusible cualquiera, depende esencialmente de sus formas dimensiones, contracción y todos los factores que afectan su capacidad de disipación del calor.

CONCLUSION

El fusible es un dispositivo de seguridad que preteje las instalaciones eléctricas de las sobrecargas eléctricas.

Generalmente esta formado por un fino alambre cuya sección se ha calculado para que permita el paso de la corriente deseada.

Su función se basa en el hecho de que el fusible se funde cuando por este circula un exceso de corriente, interrumpiendo el circuito.

Los fusibles se instalan en serie con el circuito eléctrico a proteger.

Como se indicó en dicho informe cada tipo de fusible tiene sus características para cada instalación dependiendo de la intensidad de corriente nominal.

Todo fusible debe llevar marcada la intensidad y la tensión nominal de trabajo.

Hay que tener en cuenta que todo fusible debe estar situado en un lugar especifico con temperaturas no muy elevadas, ya que esto afecta el funcionamiento del mismo.

la instalación de fusibles deben colocarse en un porta-fusibles de material no inflamable para que no se deterioren al momento de fundirse.

los materiales comúnmente empleados en los fusibles, son el plomo y aleaciones especiales .

CORONILLA

ROSCADA

BALÍN

FUSIBLE

PLACA

PORTAFUSIBLES

CILINDRO DE FIBRA

CASQUILLOS DE LATÓN

TIRA FUSIBLES

PINZAS

BUEN CONTACTO

MAL CONTACTO